CN112940467A - 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法 - Google Patents
一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112940467A CN112940467A CN202110281575.5A CN202110281575A CN112940467A CN 112940467 A CN112940467 A CN 112940467A CN 202110281575 A CN202110281575 A CN 202110281575A CN 112940467 A CN112940467 A CN 112940467A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bamboo
- based fiber
- modified bamboo
- drying
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 title claims abstract description 94
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 title claims abstract description 94
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 title claims abstract description 94
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 title claims abstract description 94
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 11
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims abstract description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 229920001896 polybutyrate Polymers 0.000 claims description 7
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 5
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 5
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 claims description 4
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims description 4
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 4
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 7
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical group CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229920006025 bioresin Polymers 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- ZXJBWUAALADCRI-UHFFFAOYSA-N 2-(octadecoxymethyl)oxirane Chemical group CCCCCCCCCCCCCCCCCCOCC1CO1 ZXJBWUAALADCRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229920006167 biodegradable resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- UVCJGUGAGLDPAA-UHFFFAOYSA-N ensulizole Chemical compound N1C2=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C2N=C1C1=CC=CC=C1 UVCJGUGAGLDPAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010096 film blowing Methods 0.000 description 1
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical group CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- RSKGMYDENCAJEN-UHFFFAOYSA-N hexadecyl(trimethoxy)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC[Si](OC)(OC)OC RSKGMYDENCAJEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000520 poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) Polymers 0.000 description 1
- 229920009537 polybutylene succinate adipate Polymers 0.000 description 1
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/06—Biodegradable
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
- C08L2205/16—Fibres; Fibrils
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法，包括：步骤1、将竹基纤维置于浓度为3％‑5％的硫酸溶液中浸渍1‑2h，洗涤、烘干备用；步骤2、酸酐、无水乙醇以1:1‑1:2的重量份数配比，将酸酐溶于无水乙醇中直至完全溶解；步骤3、将步骤1预处理的竹基纤维浸渍于步骤2的溶液中反应5‑9h；反应结束后将竹基纤维分离、洗涤并烘干，获得酯化改性竹基纤维；步骤4、将多巴胺加入碱性溶液中，在搅拌条件下加入酯化改性竹基纤维，并在搅拌下常温反应18‑20h，从而在酯化改性竹基纤维表面接枝、包覆有聚多巴胺；步骤5、反应结束后将反应物分离取出，洗涤并烘干，获得所述改性竹基纤维，以及共混、挤出的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及降解复合材料技术领域，特别涉及一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法。
背景技术
生物降解塑料，如PLA、PVA、PBS、PBSA、PBAT、PCL、PHA、PHBV、淀粉等，与PP、PE等塑料相比具有生物降解性，但生物降解塑料本身也存在难以克服的缺陷，单独使用均存在性能缺陷，包括加工热稳定性较差，热形变温度低，韧性差，以及对水蒸气阻隔性差等缺点，以聚乳酸(PLA)为例，PLA具有较高的模量和强度，但PLA制品硬而脆，如不对PLA进行共混改性以提高PLA的耐热性、韧性，将制约PLA的应用和发展前景。
为解决现有生物降解塑料存在的技术问题，现有技术采用植物纤维对生物降解基体树脂进行增强、增韧改性。但是，植物纤维粉虽然具有更低的比重，且增韧增强效果更佳，将植物纤维粉与生物可降解树脂进行复合，制成生物质基母料，已成为新发展起来的一项新技术，但植物纤维并没有像无机填料那样得到广泛应用，原因植物纤维中主要成分是纤维素，半纤维素和木质素等物质，而纤维素中含大量的羟基，这些羟基形成分子间氢键或分子内氢键，使其具有吸水性，吸湿率可达8％-12％，且极性很强；其次，植物纤维与树脂之间的相容性较差，界面的粘结力小，造成在熔融的热塑性塑料中分散效果差、流动性差、挤出成型加工困难等。目前植物纤维与生物基树脂复合材料主要存在植物纤维前期处理繁杂，以及连续生产性差。
为此，公开号为CN109749381A的现有技术公开一种生物质基母料及其制备方法，由以下方法制得：(1)将粗植物纤维与氧化钙微波研磨，再加入偶联剂高混包覆；(2)共混粉料与PCL加入连续密炼机中，密炼段预分散2-3min，再加入PCL-g-MHA、生物基树脂密炼2-5min；(3)密炼完成后，转入单螺杆段挤出造粒。本发明的生物质基母料可完全生物降解，植物纤维填充量高，前端植物纤维处理步骤简单，成本低廉，工艺简单，可大规模生产。
又如，公开号为CN109749382A的现有技术也公开一种高填充竹粉的PLA母料及其制备方法，由以下方法制得：(1)将粗竹粉与氧化钙微波研磨，再加入偶联剂高混包覆；(2)共混粉料与PBS加入连续密炼机中，密炼段预分散2-3min，再加入PBS-g-MHA、PLA密炼2-5min；(3)密炼完成后，转入单螺杆段挤出造粒。本发明的PLA母料可完全生物降解，竹粉填充量高，竹粉前处理工艺简单，成本低廉，可大规模生产，可用于注塑、吹膜、压塑制品。
针对现有技术中的问题，本发明提供一种竹基纤维增强全生物降解复合材料，但竹纤维分子大都以相互缠绕的晶体结构存在，其分子间以氢键形式紧密结合在一起，经过预处理后，在一定程度上降低结晶度及增加表面积等，促进竹纤维与酸酐相互接触并发生化学反应。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法，采用改性竹基纤维对生物降解基体树脂进行增强、增韧处理，并提高复合材料的缺口耐冲击度，获得具有较高拉伸强度、断裂伸长率和良好阻隔性的全生物降解复合材料。
本发明通过以下技术方案进行实现：
所述的竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(一)将竹基纤维通过酸酐进行乙酰基酯化改性，获得酯化改性竹基纤维的步骤：
步骤1、竹基纤维的预处理：将竹基纤维置于浓度为3％-5％的硫酸溶液中浸渍1-2h，然后洗涤、烘干备用；
步骤2、酸酐、无水乙醇以1:1-1:2的重量份数配比，将酸酐溶于无水乙醇中直至完全溶解；
步骤3、将步骤1预处理的竹基纤维浸渍于步骤2的溶液中，并置于30-35℃的水浴锅中反应5-9h；反应结束后将竹基纤维分离取出、洗涤并烘干，获得酯化改性竹基纤维；
(二)获得改性竹基纤维的步骤：
步骤4、将多巴胺加入碱性溶液中，在搅拌条件下加入酯化改性竹基纤维，并在搅拌下常温反应18-20h，从而在酯化改性竹基纤维表面接枝、包覆有聚多巴胺；
步骤5、反应结束后将反应物分离取出，洗涤并烘干，获得所述改性竹基纤维。
(三)共混、挤出的步骤：
将生物降解基体树脂、改性竹基纤维烘干至含水率小于2％后，将生物降解基体树脂、改性竹基纤维、助剂通过密炼机熔融共混，然后转入螺杆挤出机中挤出造粒。
优选的，将生物降解基体树脂100份；改性竹基纤维15-35份；助剂0.1-5份。
优选的，所述生物降解基体树脂为PBAT、PCL、PLA、PBS中的一种或两种以上的组合物。
优选的，所述多巴胺的浓度为1-2mg/mL。
优选的，所述碱性溶液的PH为8-9。
本发明获得得有益技术效果：
1、本发明的改性竹基纤维对生物降解基体树脂具有优异的界面相容性和界面结合力。
2、本发明的改性竹基纤维对生物降解基体树脂具有明显的增韧作用和增强作用，使得复合材料拉伸强度高，材料韧性好。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。
本发明的助剂包括润滑剂，所述润滑剂可以选用牌号为TPW604的润滑剂。除了润滑剂外，还可以根据实际需要采用硅烷偶联剂、相容剂、封端剂。硅烷偶联剂可以选用十六烷基三甲氧基硅烷，相容剂可以选用甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物(POE-GMA)，所述封端剂为十八烷基缩水甘油醚。
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
本实施例通过以下的实施方式获得改性竹基纤维，包括：将竹基纤维通过酸酐进行乙酰基酯化改性，获得酯化改性竹基纤维；然后，采用多巴胺改性酯化改性竹基纤维，从而在酯化改性竹基纤维表面接枝、包覆聚多巴胺而形成所述的改性竹基纤维，具体步骤如下：
(一)将竹基纤维通过酸酐进行乙酰基酯化改性，获得酯化改性竹基纤维的步骤：
步骤1、竹基纤维的预处理：先将竹基纤维(竹粉)置于40-50℃的干燥箱里干燥24h，再将竹基纤维置于浓度为3％-5％的硫酸溶液中浸渍1-2h，然后洗涤、烘干备用。
本步骤还可以采用酸溶液、碱溶液分别对竹基纤维(竹粉)进行深度预处理，破坏竹纤维分子间的氢键作用，经过预处理后，在一定程度上降低结晶度及增加表面积。
步骤2、酸酐、无水乙醇以1:1-1:2的重量份数配比，将酸酐溶于无水乙醇中直至完全溶解。本实施例中酸酐、无水乙醇的重量份数配比为1:1.5。
步骤3、将步骤1预处理的竹基纤维浸渍于步骤2的溶液中，并置于30-35℃的水浴锅中反应5-9h；反应结束后将竹基纤维分离取出、洗涤并烘干，获得酯化改性竹基纤维；
(二)获得改性竹基纤维的步骤：
步骤4、将多巴胺加入碱性溶液中，在搅拌条件下加入酯化改性竹基纤维，并在搅拌下常温反应18-20h，从而在酯化改性竹基纤维表面接枝、包覆有聚多巴胺。其中：
在本步骤，多巴胺的浓度可选1-2mg/mL，本实施例优选多巴胺的浓度为1.5mg/mL，所述酸酐为乙酸酐。
在本步骤，所述碱性溶液的PH为8-9。
步骤5、反应结束后将反应物分离取出，洗涤并烘干，获得所述改性竹基纤维。
实施例2
本实施例以实施例1制得的改性竹基纤维增强生物降解基体树脂，获得竹基纤维增强全生物降解复合材料，该复合材料主要由以下重量份数的组分共混、制备而成：PBAT50份，PCL 50份，改性竹基纤维15份，润滑剂1份。
本实施例的竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量份分别称取各原料，并置于40-50℃的真空烘箱中干燥，直至含水率小于2％。
S2、将改性竹基纤维与润滑剂放入混合机中进行搅拌混合，搅拌速率为3000rpm，搅拌20-30min后，继续加入干燥好的生物降解基体树脂，继续搅拌10min。
S3、将步骤S3的混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒，机筒温度180℃，螺杆转速为160-180rpm，经挤出即得竹基纤维增强全生物降解复合材料。
实施例3
本实施例以实施例1制得的改性竹基纤维增强生物降解基体树脂，获得竹基纤维增强全生物降解复合材料，该复合材料主要由以下重量份数的组分共混、制备而成：PBAT40份，PCL 30份，PLA 30份，改性竹基纤维25份，润滑剂2份，相容剂1份，封端剂1份。
本实施例的竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法同实施例2。
实施例4
本实施例以实施例1制得的改性竹基纤维增强生物降解基体树脂，获得竹基纤维增强全生物降解复合材料，该复合材料主要由以下重量份数的组分共混、制备而成：PBAT35份，PCL 25份，PLA 20份，PBS 20份，改性竹基纤维35份，润滑剂2份，相容剂1份，封端剂1份。
本实施例的竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法同实施例2。
对比例
本实施例的全生物降解复合材料由以下重量份数的组分共混、制备而成：PBAT 35份，PCL 25份，PLA 20份，PBS 20份，润滑剂2份，相容剂1份，封端剂1份。
本实施例的全生物降解复合材料的制备方法同实施例2。
性能测试
将上述实施例和对比例制备的粒子置于60℃鼓风烘箱中干燥8h，然后再将干燥好的粒料在注塑机上注塑成型得到相应的测试样条。
表1竹基纤维增强全生物降解复合材料的性能
由表1性能测试结果数据可以看出，本发明实施例2-4制备的全生物降解复合材料的伸长率、拉伸强度均优于对比例，表明改性竹基纤维对生物降解基体树脂具有明显的增韧作用和增强作用，使得复合材料拉伸强度高，材料韧性好，可见，本发明制得的竹基纤维增强全生物降解复合材料具有优异的力学性能。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(一)将竹基纤维通过酸酐进行乙酰基酯化改性，获得酯化改性竹基纤维的步骤：
步骤1、竹基纤维的预处理：将竹基纤维置于浓度为3％-5％的硫酸溶液中浸渍1-2h，然后洗涤、烘干备用；
步骤2、酸酐、无水乙醇以1:1-1:2的重量份数配比，将酸酐溶于无水乙醇中直至完全溶解；
步骤3、将步骤1预处理的竹基纤维浸渍于步骤2的溶液中，并置于30-35℃的水浴锅中反应5-9h；反应结束后将竹基纤维分离取出、洗涤并烘干，获得酯化改性竹基纤维；
(二)获得改性竹基纤维的步骤：
步骤4、将多巴胺加入碱性溶液中，在搅拌条件下加入酯化改性竹基纤维，并在搅拌下常温反应18-20h，从而在酯化改性竹基纤维表面接枝、包覆有聚多巴胺；
步骤5、反应结束后将反应物分离取出，洗涤并烘干，获得所述改性竹基纤维；
(三)共混、挤出的步骤：
将生物降解基体树脂、改性竹基纤维烘干至含水率小于2％后，将生物降解基体树脂、改性竹基纤维、润滑剂通过密炼机熔融共混，然后转入螺杆挤出机中挤出造粒。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：将生物降解基体树脂100份；改性竹基纤维15-35份；助剂0.1-5份。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述生物降解基体树脂为PBAT、PCL、PLA、PBS中的一种或两种以上的组合物。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述多巴胺的浓度为1-2mg/mL。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碱性溶液的PH为8-9。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110281575.5A CN112940467A (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110281575.5A CN112940467A (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112940467A true CN112940467A (zh) | 2021-06-11 |
Family
ID=76230092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110281575.5A Pending CN112940467A (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112940467A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113563640A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-10-29 | 江苏文明人造草坪有限公司 | 一种生物质人造草坪弹性填充颗粒 |
| CN114074413A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-22 | 广东省桂粤实业有限公司 | 一种竹缠绕复合材料的生产方法 |
| CN114133758A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-03-04 | 苏州博大永旺新材股份有限公司 | 一种改性木粉/pbs生物降解基专用料及其制备方法 |
| CN117624853A (zh) * | 2024-01-23 | 2024-03-01 | 天津永续新材料有限公司 | 竹粉改性的聚乳酸基生物可降解复合材料及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107459830A (zh) * | 2017-09-10 | 2017-12-12 | 北京林业大学 | 一种基于聚多巴胺仿生界面改性剂增强竹纤维与聚丁二酸丁二醇酯界面相容性技术 |
-
2021
- 2021-03-16 CN CN202110281575.5A patent/CN112940467A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107459830A (zh) * | 2017-09-10 | 2017-12-12 | 北京林业大学 | 一种基于聚多巴胺仿生界面改性剂增强竹纤维与聚丁二酸丁二醇酯界面相容性技术 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| LEE S H, ET AL.: "Bamboo fiber (BF)-filled poly(butylenes succinate) bio-composite – Effect of BF-e-MA on the properties and crystallization kinetics", 《HOLZFORSCHUNG》 * |
| 吴义强 等: "竹纤维增强可生物降解复合材料研究进展", 《高分子通报》 * |
| 周志斌 等: ""PLA/PBAT/PCL生物降解复合材料的制备及其性能分析"", 《功能材料》 * |
| 赵星 等: ""竹纤维质量分数对PCL/PLA/竹纤维复合材料性能的影响"", 《塑料科技》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113563640A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-10-29 | 江苏文明人造草坪有限公司 | 一种生物质人造草坪弹性填充颗粒 |
| CN114074413A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-22 | 广东省桂粤实业有限公司 | 一种竹缠绕复合材料的生产方法 |
| CN114074413B (zh) * | 2021-11-05 | 2023-05-16 | 广东省桂粤实业有限公司 | 一种竹缠绕复合材料的生产方法 |
| CN114133758A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-03-04 | 苏州博大永旺新材股份有限公司 | 一种改性木粉/pbs生物降解基专用料及其制备方法 |
| CN114133758B (zh) * | 2021-11-27 | 2023-02-03 | 苏州博大永旺新材股份有限公司 | 一种改性木粉/pbs生物降解基专用料及其制备方法 |
| CN117624853A (zh) * | 2024-01-23 | 2024-03-01 | 天津永续新材料有限公司 | 竹粉改性的聚乳酸基生物可降解复合材料及其制备方法 |
| CN117624853B (zh) * | 2024-01-23 | 2024-04-05 | 天津永续新材料有限公司 | 竹粉改性的聚乳酸基生物可降解复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112980158A (zh) | 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料 | |
| CN112940467A (zh) | 一种竹基纤维增强全生物降解复合材料的制备方法 | |
| US11732058B2 (en) | Thermoplastic starch and starch-based biodegradable film | |
| CN101812221B (zh) | 一种改性玻璃纤维增强聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN113956623B (zh) | 一种适于膜袋的全生物降解塑料复合改性材料及其制备方法 | |
| CN111171538B (zh) | 一种聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN109320933B (zh) | 一种增强增韧竹纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN102942790A (zh) | 一种耐高温、高强度聚苯硫醚基反应性增强增韧复合材料 | |
| CN114891331A (zh) | 一种增韧聚乳酸/淀粉共混材料及其制备方法 | |
| CN103788617B (zh) | 聚碳酸酯/天然纤维复合材料及其制备方法 | |
| CN116144187B (zh) | 一种聚乳酸复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN111234484B (zh) | 一种全生物基可降解聚乳酸/淀粉复合材料及其制备方法 | |
| CN1036787C (zh) | 聚烯烃塑料用增韧母粒及其制造方法 | |
| CN113085319A (zh) | 一种餐具用全生物降解复合材料与使用该复合材料的餐具 | |
| CN116554664A (zh) | 一种基于改性竹粉的可降解生物基塑料及其制备方法 | |
| CN114230991B (zh) | 一种改性环氧化植物油增韧的聚乳酸材料的制备方法 | |
| CN112661911B (zh) | 一种多单体接枝聚乳酸相容剂及其制备方法及应用 | |
| CN113150520B (zh) | 一种用于一次性勺子的生物降解塑料 | |
| CN1939965A (zh) | 疏水性可生物降解材料及其制备方法以及片材类成型制品 | |
| CN109553809B (zh) | 一种高韧性pbs/淀粉复合材料及其制备方法 | |
| CN106810827B (zh) | 一种无浮纤的玻纤增强pet组合物及其制备方法 | |
| CN115725135B (zh) | 一种抗浮纤聚丙烯增强复合材料及其制备方法 | |
| CN115403905B (zh) | 石墨烯全降解复合膜袋及其制备方法 | |
| CN107501872B (zh) | 一种碳纤维增强pet组合物及其制备方法 | |
| CN115772259B (zh) | 一种环氧大豆油丙烯酸酯枝接改性的聚乳酸及其制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210611 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |